物探电测深法(20200805175301)
电法勘探 勘探 物探
1.3电阻率测深法电阻率测深法(简称电测深)是常用来探明水平(或近似水平)层状岩石在地下分布情况的一种电阻率法。
该法是在同一测点上逐次扩大电极距，观测垂直方向由浅到深的视电阻率变化情况，通过分析电测深曲线来了解测点下部沿垂向变化的地质情况。
与电阻率剖面法相比，电阻率测深法用于了解该测点地下介质电阻率的垂向变化，而电阻率电阻率剖面法是了解沿测线方向地下介质电阻率的横向变化。
这两种方法相辅相成，使电阻率法成为一种能够详细研究地质构造的空间分布状态的方法。
电测深法有不同的装置类型，如三电极测深、对称四极电测深、偶极电测深和五极纵轴测深等。
本节主要讨论应用最广泛的对称四极电测深法。
图1.4.7 对称四极电测深装置1.3.1水平地层上的视电阻率曲线一、水平层状大地上点电流源场的解如图所示，假定地面是水平的，在地面以下有n 层水平层状地层，各层电阻率分别为1ρ、2ρ……n ρ；厚度分别为h 1、h 2、 ……h n-1；每层到地面的距离为H 1、H 2、……H n-1、H n =∞。
在A 点有一点电流源供电，其电流为I 。
引用柱坐标系，将原点设在A 点，Z 轴垂直向下，由于问题的解对Z 轴有对称性，与Φ无关，故电位分布满足如下形式的拉普拉斯方程图1.6.1 多层水平地层012222=∂∂+∂∂+∂∂zUr U r r U （1.6.1） 及如下边界条件：（1）除源点A 外，在空间各处电位应是有限和连续的，在无穷远处电位为零； （2）在岩层分界面处，电位是连续的，即11ii ii z H z H U U ++=== (1,2,21i n =⋅⋅⋅- (1.6.2)（3）在岩层分界处，电流密度法向分量是连续的，即Hiz Hiz zU zU i i i i ==∂∂=∂∂++1111ρρ (1,2,21i n =⋅⋅⋅-(1.6.3)（4）在地表处，由于空气不导电，电流密度法向分量为零010=∂∂=z zU ii ρ (1.6.4)此种边界条件下，方程有解析解。
第三讲：电测深法
当电流平行岩柱体底面流过时，测得的 电导称纵向电导（S） h
S
岩柱体由多个厚度和电性不同的岩层组 成时总纵向电导
S S1 S2 Sn
i 1
n
hi
i
1.同层等值现象
以H型断面为例：当ρ1 、h1、ρ3一
S 等 值 现 象
极小值不明显。此时当ρ2 、h2在一定 范围内同时增大或者减小，只要保
电测深曲线
2.定性解释图件
※单独一条电测深曲线的解释： ①电性层的数目；②各层电阻率的相对大小； ③估计第一层和底层的电阻率值。 ※面积性电测深资料的定性解释
需要绘制各种图件，以此来反映测区内不同电性 层的分布及变化情况，从而了解工区的地质构造 或电性层的形态。
电测深法图件分类：
（1）电测深曲线类型图
ρ2=10, ρ3=200 ρ2=5, ρ3=200 （虚线） ρ2=5, ρ3=200 ρ2=10, ρ3=200
其它参数不变， h2不是很大时： ρ2 减小时（枚红色曲线）视电阻率曲线 极小值降低；相反，只增大ρ2 时，视电 阻率曲线的极小值升高。 h2 减小时（绿色曲线）视电阻率曲线极 小值升高；相反，只增大h2 时，视电阻 率曲线的极小值降低。
三层断面是由位于厚度无限大的基底层 上面的厚度有限的二个电性层组成，在 这个模型中，ρ １、ρ 2和ρ ３之间有四种 关系，根据这些关系，三层断面分为以 下四种类型 ： A型： ρ １＜ ρ ２＜ρ ３； K型： ρ １＜ ρ ２＞ρ ３； H型： ρ １＞ ρ ２＜ρ ３； Q型： ρ １＞ ρ ２＞ρ ３ 。
（b）地质断
面图
地球物理勘探部分知识点
测量均匀大地的电阻率，原则上可以采用任意形式的电极排列来进行，即在 地表任意两点（A 、B ）供电，然后在任意两点（M 、N ）测量其间的电位差，根据大地的地表采用任意电极装置（或电极排列）测量电阻率的基本公式。
其中K 为电极装置系数。
电法勘探的基本概念电法勘探是以研究地壳中各种岩石、矿石电学性质之间的差异为基础，利用电场 或电磁场（天然或人工）空间和时间分布规律来解决地质构造或寻找有用矿产的 一类地球物理勘探交流电法电法勘探 《直流电法'天然场法低频点测法电磁法甚低频法（长波法） 变频法（交流激电法）,无线电波透视法（阴影法）rr 电位法天然场法|充电法rr 联合剖面法由立U 而 对称四级剖面法 电刖面复合对称四级剖面法.偶极剖面法电阻率法^对称四级测深法,三级测深法电测深偶极测深.多级测深法........r 各类剖面法激发极化法 4 一［激电测深法r 电位法充电法4 .〔梯度法一 折射 波 法反 射 波 法粽 面 波 法 探纵 波 法 横 波 法声波法（5.2.10）式便可求出M 、N 两点的电位.BNAB MN 间 产 生 的 电 位 差A UMNI p, 1 1 1- 1 --- — --- - ----2AM AN BM+ )BN由上式解出大地电阻率，大地电阻率的计算公式为p = K AU UMN1111-- - --- - ---- + ----AM AN BM BN上式即为在均匀方法，通称为电法。
场源稳定电流场：点电源电场、两异极性点电源电场、偶极子源电场。
变化电流场：电磁场装置类型：对称四极、三极、偶极P ' K ^UMN视电阻率I均匀介质电阻率计算公式实际上大地介质常不满足均匀介质条件，地形往往起伏不平，地下介质也不均匀，各种岩石相互重叠，断层裂隙纵横交错，或者有矿体充填其中，这时由上式得到的电阻率值在一般情况下既不是围岩电阻率，也不是矿体电阻率，我们称之为视电阻率。
物探设计激电中梯与激电测深
第三节物探工作一、工作内容和工作量1、测地工作包括控制网测量、基点放样、基线布设、测线和测点布置以及高程测量。
2、激电中梯扫面扫面面积：3.5km2,工作比例尺：1：0000,测网密度：100米X20米。
基线方向：正东，测线方向：正北。
测线测点布置见图：3、大功率激电测深在激电中梯扫面异常部位布置6-8条激电测深剖面,每条剖面长度300-600 米,以剖面连线覆盖异常,端点向异常两侧延伸至背景区为宜。
点距20米, 异常部位加密至10米点距。
4、物性参数采集采用标本测定法和露头小四极测定法。
尽可能收集岩芯标本或在可以采集到规则标本的露头点采集合格标本回实验室测定物性参数,在无法采集标本的露头点采用小四极获取物性参数。
尽量保证异常部位的每种岩性所采物性参数不少于30组。
二、技术依据参照中国地质调查局的有关地质工作质量管理的技术标准和要求,本次激电测深野外施工执行下列标准：1.《地质调查GPS测量规程》①Z / T2002)。
2.《电阻率测深法技术规程》(DZ/T 0072 - 1993)；3.《时间域激发极化法技术规定》(DZ/T 0070 - 1993)；4.《物化探工程测量规范》(DZ/T 0153 - 95)；三、仪器设备1、测地工作仪器设备包括中海达V60 GNSS RTK系统一套，GARMIN 60CSX 手持GPS六套、100 米测绳和50 米皮尺各两根。
其中，中海达V60 GNSS RTK系统主要用于控制测量、基点放样、基线布设和测线端点布设。
其性能参数如下：A、信号跟踪系统内核：v60采用国际一流的天宝PCC品牌多星多系统内核BDS：B1、B2GPS：L1C/A、L2E、L2C、L5GLONASS：L1C/A、L1P、L2C/A (仅限于GLONASSM)ff L2PGALILEO：升级预留SBAS：WAAS,MSAS,ENGOS通道数：220模块技术：天宝MaxwellTM高级自定义测量GNSS技术，极低噪声的GNSS 载波相位测量，1赫兹带宽内的精度〈1mm,成熟的天宝低仰角跟踪技术B、精度和可靠性RTK 定位精度：平面：±(8 + 1x10-6D)mm高程：士(20+1x10-6D)mm静态、快速静态精度：平面：±(2.5 + 1x10-6D)mm高程：士(5 +1x10-6D)mm初始化时间：典型10秒初始化可靠性：>99.9%C、数据管理数据存储：内存：1G固态内存，8G可插式储存卡。
物探 电测深法共73页
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36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
物探 电测深法
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成ห้องสมุดไป่ตู้的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
物探电测深法
二层曲线中的特殊形态
① 当ρ2→∞时，在双对数坐标系中，其 尾支渐近线为斜率等于1的直线(与水 平轴交角为45°上升)。
② 当ρ2→0时，在双对数坐标系中，其尾 支曲线与水平轴交角为63°下降。
3. 偶极测深 ----当成对电极 A与B之间的距离、 M 与 N 之间的距离小于 AB 与MN 之间的距离时的排 列称为偶极测深。
AB 为供电偶极、 MN 为测量偶极，且 AB=MN ＜ ＜OO '
常见排列：轴式偶极、赤道偶极
'3 MN 2
AM 3 MN 2
赤道偶极
A O' B
A
? k ?
? AM?AN AN? AM
O'
B
MON
M O N
4. 环形测深 是在地表某点 利用对称四极装置所进 行的多方位测量，相邻 方位之间的夹角一般为 45 °。在地下岩层具各 向异性的情况下，根据 不同方位的测量结果， 再综合利用地质及其它 物探资料便可确定覆盖 层下地层的层理、裂隙 及破碎带的走向。
§7-1 电测深装置类型
按电极的排列关系：
1. 四极对称---- 装置同四极对称剖面法， 每测点MN 保持不变、AB 按等比关系 移动，以lg ρs为纵坐标、lg(AB/2) 为 横坐标，做 ρ s曲线图；
2. 三极测深---- 联合剖面法的一半，曲 线受地层厚度及电性的不均匀影响很 大，效率低，一般只在特殊情况下应 用。
三、三层介质的测深曲线
三层介质的地电参数：
ρ1、h1、ρ2、h2、ρ3、h3 且h3﹥﹥ABmax/2
物探--4电测深法
AB/3>=MN>1/30AB
• 对称四极测深法,随着AB逐渐增 大,会使MN之间所测电位差逐渐 减小,为了获得可靠的电位差数 据,MN在也要按一定关系增大,一 般AB/3≥MN≥AB/30。
并能反映出异常与地质构造的相互关系。
• 其构制方法：①在按工作比例尺所绘制的测网（测线、测点）布 置图上，在每个测点位置标明该点所观测的参数值，然后按规则 勾绘等值线。②等值线取等差或等比间距，间距视观测精度及异 常大小而定。③等值线可在精度范围内适当偏移，使之更圆滑、 合理。
• （4）电测深曲线图 • 在电测深曲线上方应标明测深点的点线号、高程、电极排列方向，
层为ρ2，厚度很大（无穷大）有两种情况，
ρ1＞ρ2时为D型，ρ1＜ρ2时为G型（如后图）。 ①当AB/2＜h1时，测得值相当于介质为半空间的结果， 这时无论如何变化也不影响地下电流场的分布，故在 二层左支出现ρs=ρ1的水平渐近线 ②当AB/2逐渐增大，电流的分布深度也增大，这时开 始影响地电流的分布，这时，若ρ2＜ρ1时，由于良导 体对电流的吸引作用，使jMN≠j0，可知ρs＜ρ1，出现曲 线下降数（D型）。
电阻率测深法
对称四极测深装置
• 当AB/3=MN时，称为温纳装置， 此时ABMN是同时移动。
• 每个测点的测量结果在模数为
ABMN极标纸上，绘制
电测深曲线图，横坐标表示视电 A
MON
B
阻率 a ，纵坐标表示AB/2（m）。
装置符号： AMNB
5电测深法
D型
AB/2
分析： ①当AB/2＜h1时，测得值相当于介质为半空间的结果，这时
无论如何变化也不影响地下电流场的分布，故在二层左支出 现ρs=ρ1的水平渐近线。 ②当AB/2逐渐增大，电流的分布深度也增大，这时开始影响 地电流的分布，这时，若ρ2＜ρ1时，由于良导体对电流的 吸引作用，使jMN≠j0，可知ρs＜ρ1，出现曲线下降数（D 型），若ρ2＞ρ1，则对电流排斥，使地表电流加密，则曲 线出现上升数（G型）
5.电测深的工作方法
说明：测网的选择取决于测区勘探要求的详细程度及测区的的 地质条件；测线方向应与地质构造方向垂直，测线长度应大于 寻找的地质构造宽度；
详查时，3~5条测线通过有意义构造带，每线3~5点位于构造带 上；
普查时，至少1条测线通过有意义构造带，每线2~3点位于构造 带上；
(1)供电极距AB的选择：
ρs
AB/2
2、二层情况：
设第一层厚h1，
电阻率为ρ1，第二 层为ρ2，厚度很大 （无穷大）有两种
情况， ρ1＞ρ2时 为D型，ρ1＜ρ2时 为G型
ρs ρ2
1 2
ρs ρ2
ρ1 ρ1
AB/2
G型
1 2
D型
AB/2
ρs ρ2
ρ1
1 2
ρs ρ2
ρ1
G型
AB/2
1 2
电剖面法模拟
电测深法模拟
一．基本原理 （一）实质及应用条件
电测深度的全称为“视电阻率垂向测深法”是研 究向地质构造的重要地采物理方法。在勘探区内布置 一定测网，测网由若干测线组成，测线上有若干测点， 在地面上测量的实质是用改变供电极距的办法来控制 深度，由浅入深了解剖面上的地质体电性情况，从而 获得地下中半空间电性结构的二维模型，因此，电测 深比剖面法信息更丰富，一条剖面可以包含多个极距 的信息。